腦機介面技術原本是存在於科幻電影之中的新科技，它有著很廣泛的應用前景，它能在醫療、康復、包括人的認知、感知等等方面都能給我們以幫助。它也是人類擺脫手腳束縛，用大腦控制機器的重要一步。如今腦機介面技術的發展，可以讓我們對於大腦的認知更上一層樓。
2021年，埃隆·馬斯克（Elon Musk）的腦機介面公司開了一場釋出會，展示了一隻猴子僅用其大腦就能控制游標在螢幕上移動，玩起“意念乒乓球”（MindPong）遊戲。這場釋出會讓很多公眾第一次聽到了“腦機介面”。2018年，馬斯克同樣透過線上釋出會的形式，給大家分別展示了完全沒有腦機介面、經歷腦機介面手術又撤掉以及兩個月前被植入了腦機介面裝置的三隻不同小豬的健康情況，向公眾展示了腦機介面手術的效果以及可逆性。
晶片是腦機介面的關鍵技術｜Pixabay
對於專業人士來說，馬斯克的這兩個實驗中涉及的腦機介面技術已經並不年輕了。事實上腦機介面其實已經有七十多年的歷史。早在2014年巴西世界盃開幕式上，就有一位殘疾人少年透過腦機介面接通了一個仿生假肢進行開球。
腦機介面技術有兩種方式，一種是植入式的，即透過手術給病人或動物植入電極來進行神經元訊號的讀取，比如上文提及的馬斯克的兩次實驗。另外一種形式則是無創的，使用者透過佩戴腦電波裝置來採集頭皮腦電訊號，透過電纜傳輸並放大之後傳送到計算機進行分析處理，這是一種間接的採集神經原的訊號方式。如果我們將大腦比做一間屋子，大腦中的資訊就像是屋子裡的人在說話，我們想知道屋子裡的人在說什麼，可以直接推開門進來聽，這就好比植入式的腦機介面；而非植入式的腦機介面就如同透過裝置在屋外收集並放大屋內的聲音從而聽清楚。植入式的腦機介面從採集資訊的準確性上來講效率更高，可以更精準地收集訊號，但同時它是有創的，需要手術植入大腦。而非植入式的腦機介面僅需體外佩戴裝置，對人體沒有損傷，但面臨如何高效精確採集訊號的技術挑戰。
透過腦機介面獲取腦部訊號就好比透過裝置錄音｜Pixabay
在未來，腦機介面有著非常廣泛的應用前景，它可以在醫療、康復、包括人的感知、認知方面都能夠給我們以幫助。例如面對中風或者其他疾病而喪失肢體運動能力的病人，他們的大腦是健康的。常規的康復方式可能是透過一個機器外骨骼來帶動他去運動，但這只是一種被動的康復。而腦機介面技術可以採集並按照患者的運動意圖控制肢體運動。在更遠的未來，計算機或許可以解讀人的動機以及想象。
除了前文提到的巴西世界盃的開球少年以外，腦機介面技術在國內也有一例很成熟的應用。2004年，一位年僅24歲的年輕人王甲被診斷為漸凍症，曾經的箭步如飛永遠成為了他的回憶。由於幾乎喪失了全部的肌肉控制能力，王甲不僅失去行動能，也失去與家人溝通的能力。2019年7月，清華大學醫學院的科研團隊給王甲帶來了一套腦機介面打字裝置。這款裝置包含一個顯示屏，顯示不同閃爍頻率的字母。當使用者盯著不同的字母時，大腦也會產生不同的反應，透過收集分析不同的訊號就可以辨別出使用者在主注視哪個字母，從而頻出使用者想要表達的內容。經過短暫的訓練，王甲逐漸掌握了腦機介面打字這項新技能，因此也重新獲得了與家人、外界溝通的能力。
腦機介面：康復訓練的新視窗｜Pixabay
目前，無論是植入式還是非植入式的腦機介面技術都存在較大的侷限性，也面臨著各自的挑戰，還距離我們的生活非常遙遠。例如針對植入式腦機介面，科學家們正嘗試著去尋找一些體積更小、生物相容性更強的材料作為植入電極，從而減少對人體的傷害。而對於非植入式的腦機介面，如何最佳化生物訊號的採集也是科學家正在不斷探索、攻克的課題。
同時，由於腦機介面技術“人機合一”的特殊性，一方面它能夠將人的智慧和機器的高效能更好的結合起來，透過這項技術，人類未來也許會達到人機混合這種最高形式的智慧。但另一方面，腦機介面如何保護使用者的隱私、讓技術更好地服務於人類生活，也成為了浙西那個技術發展必須要解決的關鍵問題。我們需要對技術不斷最佳化，同樣也需要出臺完善的法律法規來為民眾權益保駕護航，只有這樣，才能推動這項技術更快的發展並落地。
大腦是人類最為複雜的器官之一，我們對它的瞭解仍非常淺顯。曾經有科學家說：“我們在新的世紀研究人類的大腦，就像上個世紀我們探索宇宙一樣，面對的都是有很多的不確定性。”我們在探索宇宙的時候走得很遠，最終收穫了很遠的腳步，也同時看到了很多技術的不斷成熟。在研究大腦的過程中，也許這段歷史會再次重現。也許正當我們滿懷憧憬未來腦機介面的技術將給我們帶來怎樣的人機高度混合的智慧社會，並不斷為之奮鬥的時候，其實在走的每一小步當中都給我們的社會帶來了成果。
參考文獻
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作者：宋帥兵
編輯：韓越揚
來源： 光明網
